Question

圖示為倉庫中常用的皮帶傳輸裝置示意圖，它由兩臺(tái)皮帶傳送機(jī)組成，一臺(tái)水平傳送，A、B 兩端相距3m，另一臺(tái)傾斜，傳送帶與地面的傾角θ= 37°, C、D 兩端相距4.45m , B、C相距很近．水平部分AB 以5m/s的速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)．將質(zhì)量為10 kg 的一袋大米放在A 端，到達(dá)B 端后，速度大小不變地傳到傾斜的CD 部分，米袋與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5．試求：

1.若CD 部分傳送帶不運(yùn)轉(zhuǎn)，求米袋沿傳送帶所能上升的最大距離．

2.若要米袋能被送到D 端，求CD 部分順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)的速度應(yīng)滿足的條件及米袋從C 端到D 端所用時(shí)間的取值范圍．

 

Answer 1

 

1.

2.

解析:⑴米袋在AB上加速時(shí)的加速度   (1分)

米袋的速度達(dá)到時(shí)，滑行的距離，因此米袋在到達(dá)B點(diǎn)之前就有了與傳送帶相同的速度   (2分)

設(shè)米袋在CD上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a，由牛頓第二定律得

    (1分)

代入數(shù)據(jù)得      (1分)

所以能滑上的最大距離     (1分)

⑵設(shè)CD部分運(yùn)轉(zhuǎn)速度為時(shí)米袋恰能到達(dá)D點(diǎn)(即米袋到達(dá)D點(diǎn)時(shí)速度恰好為零)，則米袋速度減為之前的加速度為

   (1分)

米袋速度小于至減為零前的加速度為

    (1分)

由   (2分)

解得  ，即要把米袋送到D點(diǎn)，CD部分的速度   (1分)

米袋恰能運(yùn)到D點(diǎn)所用時(shí)間最長為     (1分)

若CD部分傳送帶的速度較大，使米袋沿CD上滑時(shí)所受摩擦力一直沿皮帶向上，則所用時(shí)間最短，此種情況米袋加速度一直為。

由    (1分)

所以，所求的時(shí)間t的范圍為      (1分)